Датчик электропроводности твердых тел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 27(02 с 5 в б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Забайкальский комплексный научноисследовательский институт(56) 1, Ггап 1 с Н., С)зесйоз. Еес 1 госопсцс 1 иу.1. РЬув., 1959, Вд 9,4, 8. 524.2. Кеппей 1. К., Гонг-Реп 1 РгоЬе (ог Меавцгпо йе Кезви 1 у о Ягпа 5 агпрез Йем. вс. пв(гцгп. 962, 33,7, р. 773 - 775(54) (57) ДАТЧИК ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, содержащий держаЯО 1087861 тель, в котором размещены изолированные один от другого подпружиненные зонды, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и надежности в работе, каждый зонд выполнен в виде круглой пластины с двумя диаметрально расположенными выступами, один из которых подпружинен к внешней стенке держателя, а другой, свободный, заострен, причем все зонды установлены на оси, закрепленной в боковых стенках держателя, и подпружинены вдоль нее от боковых стенок держателя, при этом зонды изолированы друг от друа прокладками, диаметр которых соответствует диаметру зондов.Изобретение относится к исследованию электрических свойств твердых тел, в частности, к измерению электропроводности анизотропных полупроводниковых материалов и минералов зондовым способом.Известен датчик электропроводности, состоящий из держателя ввиде стеклянной пластины с четырьмя клинообразными продольными пазами, которые служат направ ляющими для зондов. Зонды изготовлены из вольфрамовой проволоки диаметром 0,05 мм. Расстояние между зондами 0,2 мм, Разрешающая способность датчика 0,6 мм 111.Недостатком такой конструкции является невысокая надежность работы. Применение тонких (0,05 мм) зондов не позволяет обеспечить необходимое давление ими на образец, что приводит к нестабильности сопротивлений зондовых контактов и, как следствие, снижает надежность работы датчика.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик электропроводности твердых тел, содержащий держатель, в котором размещены изолированные один от другого подпружиненные зонды. Держатель выполнен из тефлона, а зонды изготовлены из вольфрамовой проволоки диаметром 0,127 мм, изогнуты под прямым углом и вставлены в прорези, сделанные в одной из половин держателя. Один из концов каждого зонда заточен под острие, а незаточенный конец закреплен в верхней части держателя, Изгиб зонда действует как пружина, обеспечивая постоянное воспроизводимое давление на исследуемый образец. Расстояние между зондами 0,254 мм, Разрешающая способность такого датчика О,6 мм, что позволяет проводить измерения электропроводности на образцах с минималь ными размерами 2,3 Х 2,04 мм 12.Однако такая разрешающая способность бывает недостаточна при исследовании анизотропии электропроводности, а также при измерениях на образцах, имеющих размеры менее 2,3 х 2,04 мм, например, на мелких включениях проводящих минералов в горных породах. Кроме того, известное устройство ненадежно в работе, что обусловлено механической непрочностью зондов и слабым прижимным усилием пружины.Целью изобретения является повышение разрешающей способности и надежности датчика в работе. Поставленная цель достигается тем, что в датчике электропроводности, содержащем держатель с размещенными в нем изолированными один от другого подпружиненными зондами, каждый зонд выполнен в виде круглых пластин с двумя диаметрально расположенными выступами, один из которых подпружинен к внешней стенке держателя, а другой, свободный, заострен, причем все зонды установлены на оси и изолированы друг от друга прокладками, диаметр которых соответствует диаметру зондов, ось сзондами закреплена в боковых стенках дер.жателя, а зонды подпружинены вдоль осиот боковых стенок.Разрешающая способность датчика электропроводности определяется толщиной зондов и расстоянием между пазами или сверлениями для зондов в держателе. Повышение разрешающей способности датчика за1 О счет уменьшения толщины зондов приводитк снижению надежности работы, а значительное уменьшение расстояния между пазами или сверлениями ограничивается технологией изготовления.В предлагаемом датчике за счет того, что15 зо ды выполнены в виде тонких круглыхпластин, а изолирующие их один от другогопрокладки - в виде тонких круглых шайб,а все зонды и прокладки подпружиненывдоль оси, на которой они установлены вдержателе, разрешающая способность датчика определяется только толщиной зондов и изолирующих их прокладок.Предложенная форма зондов и их размещение в держателе позволяют приложитьк зондам достаточное прижимное усилие и25 обеспечить надежный контакт с исследуемым образцом. Контактирующий выступ ивыступ для подпружинивания расположенына зонде таким образом, что при контактировании с образцом плоскость действия силсовпадает с плоскостью зонда. Это исключает действие изгибающих моментов и, темсамым, повышает надежность работы.На фиг. 1 изображен четырехзондовыйдатчик, общий вид; на фиг. 2 - то же, видсбоку.Датчик электропроводности состоит издержателя 1, изготовленного из изолирующего материала. В нижней части держателя 1 выполнен паз, в котором на оси 2установлены четыре зонда 3, изолированныеодин от другого прокладками 4, Ось 2 зак 40 реплена в стенках держателя 1. Зонды 31подпружинены вдоль оси 2 от внутренних боковых стенок боковыми пружинами 5. Величина осевого сжатия зондов 3 регулируетсягайкой 6,Каждый зонд 3 выполнен в виде круг 4 лой пластины толщиной 0,08 мм с отверстием в центре для установки на оси 2 идвумя диаметрально расположенными выступами 7 и 8. Выступ 7 заострен и предназначен для контакчирования с исследуе50мым образцом. Выступ 8 подпружинен квнешней задней стенке держателя 1 пружиной 9. В качестве прокладок 4 между зондами 3 использованы слюдяные шайбы толшиной 0,1 мм, диаметр которых соответствует диаметру зондов 3.Устройство работает следующим образом.При введении зондов 3 в контакт с поверхностью исследуемого образца держатель 1 движется вниз, заостренные выступы 71087861 Составитель Ю.Техред И. ВересТираж 823 Государственного к елам изобретений и сква, Ж - 35, Раушс Патент, г. Ужгоро евКорректор В. Синицка Подписноета СССРрытийна 6., д. 4/5Проектная, 4 Редактор И. Николай Заказ 2648/39 ВНИИПпо13035, Млиал ППП омитотккаяд, ул зондов 3 входят в контакт с поверхностью образца и, при последующем движении держателя 1 вниз, зонды 3 начинают поворачи. ваться вокруг оси 2. При этом первоначально подпружиненные к внешней стенке держателя 1 выступы 8 зондов 3 отходят от стенки, а пружины 9 создают прижимное усилие.Предложенная конструкция позволяет повысить разрешаюшую способность и надежность датчика в работе. Так, предлагаемое устройство имеет разрешаюшую способность 0,54 мм, что позволяет проводить измерения электропроводности отдельных минеральных включений с минимальными размерами 1,6 х 1,1 мм, в то время как известное устройство имеет разрешаюшую способность 0,76 мм и может использоваться для измерений на образцах с размерами не менее 2 Ъх 2 04 мм.Более высокая надежность предлагаемого датчика в работе объясняется тем, что его конструкция позволяет значительно уве личить давление зондами на исследуемый образец и, тем самым, обеспечить надежный контакт зондов с исследуемым образцом. Конструкция датчика обеспечивает контактный ход зондов в пределах 0 - 2,5 мм, что в совокупности с упругой пружиной позволяет получить надежный контакт зондов и образца. В известном устройстве давление зондами на образец осуществляется за счет прямоугольного изгиба зонда и ограничено контактным ходом, равным 0,8 мм.